Zircon, zircone, minéraux de zirconium

Le zircon peut sembler un peu terne à côté de ces infopublicités pour les bijoux en zircone cubique bon marché. Les minéraux de zirconium sont un groupe sérieux.

Zircon

Le zircon fait un joli bijou, mais il n'est pas en faveur de nos jours. Silicate de zircon-zirconium ou ZrSiO₄-est une pierre dure, classée 7½ sur l'échelle de Mohs, mais d'autres pierres sont plus dures et ses couleurs ne sont pas uniques. La tradition a un mince dossier sur le zircon; un site dit qu'il était réputé pour "aider à dormir, apporter la prospérité et promouvoir l'honneur et la sagesse", mais bon, avoir juste l'argent pour posséder les bijoux sont bons pour ça. Il a quelques distinctions minéralogiques mineures. C'est le seul joyau de la classe des cristaux tétragonaux, pour ce que ça vaut. Et c'est la plus dense des pierres précieuses principales, mais cela signifie qu'un zircon d'un poids donné en carats est plus petite que tout autre bijou de poids égal.

Peut-être que le zircon peut gagner plus de respect si nous regardons sa valeur pour les géologues. Les grains de zircon se trouvent presque partout où il y a des sédiments parce que le minéral est si dur. Il monte à travers la croûte dans les roches ignées et est érodé dans le système de cours d'eau, emporté par la mer et déposé dans les lits de sédiments où il fait partie du prochain cycle de grès et de schiste, totalement inchangé! Le zircon est l'ultime recyclable géologique; il peut même supporter le métamorphisme. Cela en fait un excellent minéral indicateur. Si vous le trouvez dans le granit à un endroit et dans un grès ailleurs, vous avez appris quelque chose sur l'histoire géologique et le cadre géographique qui ont amené les zircons du premier au deuxième endroit.

L'autre chose à propos du zircon est ses impuretés, en particulier l'uranium. Le système de datation des roches à base d'uranium et de plomb (U-Pb) a été affiné avec une grande précision, et la datation au zircon U-Pb est désormais un outil précis pour les roches aussi vieilles que la Terre elle-même, environ 4,6 milliards d'années. Le zircon est bon pour cela car il maintient fermement ces éléments.

«Zircon» est généralement prononcé «ZURK'n», bien que vous entendiez également «ZUR-KON».

Zircone / Baddeleyite

La zircone cubique ou CZ est connue comme un faux diamant, mais je pense qu'elle devrait plutôt être considérée comme un zircon supérieur. CZ est un composé d'oxyde fabriqué, ZrO₂, pas un silicate, et "zircone" est un nom chimique, pas un nom minéral.

Il existe une forme naturelle de zircone, appelée baddeleyite. La différence entre la baddeleyite et la CZ est la façon dont les atomes de zirconium et d'oxygène sont emballés: le minéral est un cristal monoclinique et la gemme est cubique (isométrique), la même structure cristalline que le diamant. Le diamant, le saphir et le chrysobéryle extrêmement durs de CZ peuvent le rayer.

Les États-Unis stockent plus de 14 000 tonnes de baddeleyite pour sa teneur en zirconium. Comme le zircon, il est utile pour la datation de roches extrêmement anciennes, mais contrairement au zircon, son utilisation est limitée aux roches ignées.

«Baddeleyite» est prononcé «ba-DELLY-ite» par la plupart des géologues, mais ceux qui savent mieux le prononcer «BAD-ly-ite».

Zirconolite

Zirconolite, CaZrTi₂O_sept, n'est ni un silicate ni un oxyde mais plutôt un titanate. En 2004, il a été rapporté qu'il était encore meilleur pour dater les vieilles roches que le zircon, fournissant des données aussi précises que l'instrument SHRIMP (microsonde ionique haute résolution sensible) le permet. La zirconolite, bien que rare, peut être répandue dans les roches ignées mais n'est pas reconnue car elle ressemble au rutile. La façon de l'identifier à coup sûr est d'utiliser des techniques de microscopie électronique spécialisées sur les petits grains avant de déployer le SHRIMP sur eux. Mais ces techniques peuvent dériver une date à partir d'un grain de seulement 10 microns de large.

«Zirconolite» se prononce «zir-CONE-alite».

Le joyau du géologue

Pour avoir une idée de ce que les gens peuvent faire avec les zircons, considérez ce que le chercheur Larry Heaman a fait, comme indiqué dans le avril 1997 Géologie. Heaman a extrait le zircon (et la baddeleyite) d'un ensemble d'anciennes digues canadiennes, obtenant moins d'un milligramme de 49 kilogrammes de roche. À partir de ces taches, de moins de 40 microns de long, il a dérivé un âge U-Pb pour l'essaim de digues de 2,4458 milliards d'années (plus ou moins quelques millions), juste après la fermeture de l'Eon archéen au début du Protérozoïque..

À partir de ces preuves, il a rassemblé deux gros morceaux de l'ancienne Amérique du Nord, repliant le terrane "Wyoming" sous le terrane "Supérieur", puis les a joints à "Carélie", le terrane sous-jacent à la Finlande et à la Russie adjacente. Il a qualifié ses résultats de preuve du premier épisode de volcanisme basaltique au monde ou de la grande province ignée (LIP).

Heaman s'est limité en spéculant que le premier LIP "pourrait refléter (1) le déclin d'un régime vigoureux de convection du manteau qui a prévalu pendant les panaches du manteau archéen et complètement dissipé pendant plus de la moitié de l'histoire de la Terre, ou (2) le temps d'une catastrophe effondrement d'une stratification de densité stable dans le cœur de la Terre qui a entraîné une augmentation soudaine du flux de chaleur à la frontière cœur-manteau. " C'est beaucoup pour sortir de quelques minuscules morceaux de zircon et de baddeleyite.

PS: L'objet le plus ancien sur Terre est un grain de zircon vieux de près de 4,4 milliards d'années. C'est la seule chose que nous ayons du plus profond des premiers Archéens, et cela prouve que même à cette époque, la Terre avait de l'eau liquide dessus.